一、應(yīng)用背景

 發(fā)電廠、變電站的高壓開關(guān)柜、母線接頭、室外刀閘開關(guān)等重要的設(shè)備，由于這些連接部件長期處于高電壓、大電流的工作狀態(tài)，開關(guān)的觸點和母線連接等部位因老化或接觸電阻增大而引起觸頭或接頭處溫度升高，如果沒有及時處理，將會產(chǎn)生惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致燒毀高壓開關(guān)柜，甚至直接影響電力系統(tǒng)正常供電而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

電網(wǎng)設(shè)備在雷雨季節(jié)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用避雷器對雷電引起的過電壓進(jìn)行保護(hù)。金屬氧化物避雷器長期在工頻高電壓的作用下，會逐漸老化，單靠操作人員的正常巡視很難判別避雷器的好壞，一般需通過預(yù)試來檢驗避雷器的狀況。而靠一年一次預(yù)試來發(fā)現(xiàn)避雷器的老化是不夠的，即使在預(yù)試中合格的金屬氧化物避雷器，在運(yùn)行中也可能發(fā)生擊穿損壞，保護(hù)特性下降，在雷雨天氣下可能會產(chǎn)生極其嚴(yán)重的后果。

自然環(huán)境（如冰雹，颶風(fēng)）、人為因素（如盜竊，施工）等也是造成電力設(shè)備故障的主要原因，

電力供應(yīng)是整個社會生產(chǎn)、人民生活的基本保證之一。提供持續(xù)不斷的電力供應(yīng)服務(wù)和提高運(yùn)營成本是一對相互矛盾的問題?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的電力綜合監(jiān)測系統(tǒng)方案幫助電力維護(hù)部門進(jìn)一步解決變電站高效維護(hù)、統(tǒng)一管理方面、遠(yuǎn)程監(jiān)控的問題。

二、系統(tǒng)概述

電力設(shè)備綜合監(jiān)測系統(tǒng)是基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù)平臺的一個開放性系統(tǒng)，目前已融合電力設(shè)備溫升預(yù)警系統(tǒng)、避雷器泄露電流在線監(jiān)測、環(huán)境溫濕度在線監(jiān)測、水浸在線監(jiān)測、紅外在線監(jiān)測以及視頻在線監(jiān)測等多個子系統(tǒng)，可實現(xiàn)變電站、環(huán)網(wǎng)柜、開關(guān)柜、電力線路等設(shè)備的溫度、避雷器泄露電流、環(huán)境溫濕度等信息監(jiān)測，同時具備現(xiàn)場畫面視頻監(jiān)控功能。

本系統(tǒng)由現(xiàn)場傳感器、基站和綜合監(jiān)測平臺組成。

 綜合監(jiān)測平臺由監(jiān)控主機(jī)及組態(tài)化監(jiān)控軟件組成，集成了多種通訊協(xié)議，具有良好的圖形化人機(jī)交互界面和完備穩(wěn)定的數(shù)據(jù)庫，主要以被測設(shè)備為對象，接受與被監(jiān)測設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析和處理，實現(xiàn)與綜合監(jiān)測單元或站端監(jiān)測單元進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)通信。

基站負(fù)責(zé)把接收到的傳感器節(jié)點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到計算機(jī)，進(jìn)行存儲，分析和處理?；咎峁︰SB、以太網(wǎng)、CAN、RS485、RS232、GPRS/CDMA等接入方式，既可接入本地計算機(jī)，也可通過以太網(wǎng)等其他網(wǎng)絡(luò)接入遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)。

亦可采用集成基站功能的手持終端設(shè)備，完成所有節(jié)點的動態(tài)鏈接、數(shù)據(jù)抄收、參數(shù)瀏覽和設(shè)置、數(shù)據(jù)的實時顯示等。

無線傳感器節(jié)點使用方便，替代了傳統(tǒng)測試系統(tǒng)布線帶來的麻煩。無線數(shù)字信號傳輸方式消除了長電纜傳輸帶來的噪聲干擾，使整個測量系統(tǒng)具有極高的測量精度和抗干擾能力。傳感器節(jié)點體積小巧，重量較輕，由電源模塊、采集處理模塊、無線收發(fā)模塊組成，全部模塊封裝在一個塑料或金屬外殼內(nèi)。采集的數(shù)據(jù)既可以實時傳輸至計算機(jī)，也可存儲在節(jié)點內(nèi)，保證了數(shù) 據(jù)的可靠性。

節(jié)點設(shè)計有專門的電源管理軟硬件，功耗較低，可采集溫度、濕度、電流、水浸、壓力、風(fēng)速、振動等多種信息。其體積小，便于實施，適合于各種環(huán)境復(fù)雜的電力設(shè)備現(xiàn)場?？勺杂山M合成不同輸入量的通道，進(jìn)行多物理量、多測點、分布式、同步 監(jiān)測。

BeeNet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是公司基于802.15.4標(biāo)準(zhǔn)自主研發(fā)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。傳感器節(jié)點可組成自組織、自恢復(fù)多跳傳感器測量網(wǎng)絡(luò)，支持點對點，星型，線型，樹型等多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同一網(wǎng)絡(luò)可支持多種傳感器節(jié)點。本協(xié)議具有：功耗低、同步精度高、魯棒性好、可靠性高等特點。

v      無線的傳輸方式，使得抗干擾能力增強(qiáng)；

v      傳輸距離遠(yuǎn)，功耗低，體積小，防水防塵；

v      自組織、自恢復(fù)、多網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

v      深度1的星形網(wǎng)可支持65535個節(jié)點；

v      各道獨立采集，同步精度可達(dá)1ms；

v      采用AES 128位加密算法，數(shù)據(jù)安全；

v      內(nèi)置2，4，8M及1G Flash數(shù)據(jù)存儲器；

v      可組成本地監(jiān)測系統(tǒng)和遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng);

v      可采用鋰電池、太陽能電池板、感應(yīng)供電及高容量干電池等多種供電方式；

v      傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，功耗低，同步精度高，魯棒性好，穩(wěn)定可靠，具備易安裝、易使用、易擴(kuò)展、易升級、易維護(hù)等特點。

三、系統(tǒng)管理軟件

系統(tǒng)管理軟件是在電力設(shè)備綜合監(jiān)測平臺上運(yùn)行的監(jiān)控軟件。由北京必創(chuàng)科技基于組態(tài)化軟件開發(fā)而成，采用面向SOA的服務(wù)的多層架構(gòu)，系統(tǒng)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)無縫集成，所有的監(jiān)測數(shù)據(jù)完全由自動化軟件平臺采用分布式C/S或B/S構(gòu)架進(jìn)行遠(yuǎn)程匯總，用戶界面層針對不同的用戶提供了不同的用戶應(yīng)用界面。實現(xiàn)了對變電站、環(huán)網(wǎng)柜等電力設(shè)備中無線溫度、避雷器泄漏電流、溫濕度、水浸和門開關(guān)等傳感器信息的處理，保障了電力設(shè)備的安全運(yùn)行。

● 功能簡介

1、實時、在線監(jiān)測：實時匯集監(jiān)測數(shù)據(jù)，直觀的以數(shù)據(jù)列表、圖形化等形式顯示給用戶；

2、監(jiān)測報警：軟件可以對任一監(jiān)測點進(jìn)行報警值設(shè)置，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)超過此預(yù)設(shè)值時，可自動進(jìn)行報警并記錄該情況。報警類型有圖形閃爍、蜂鳴器、音響和公用測控屏等；

3、歷史數(shù)據(jù)：查詢歷史數(shù)據(jù)信息，并能對這些歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以列表、柱狀圖以及曲線的方式顯示，能夠直觀的反映出設(shè)備的使用性能情況；

4、巡檢記錄：一鍵巡檢記錄，巡檢人員在巡檢時，能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行記錄，并可對歷史巡檢情況進(jìn)行查詢；

5、與局端通訊：開放電力標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議IEC-61850和104協(xié)議接口，可與“變電站智能輔助系統(tǒng)綜合測控平臺軟件”或與局端軟件進(jìn)行通信，將監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯總到集控站。

6、本地與遠(yuǎn)程的監(jiān)控：監(jiān)控系統(tǒng)可移植于手持設(shè)備或直接使用本地計算機(jī)，實現(xiàn)本地數(shù)據(jù)的采集處理，亦可通過電網(wǎng)實現(xiàn)電力設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

● 系統(tǒng)管理軟件特點：

1、美觀的界面顯示功能：組態(tài)軟件充分利用Windows的圖形功能完善界面美觀的特點，可視化的風(fēng)格界面、豐富的圖形控件和工況圖庫，開發(fā)人員可以根據(jù)用戶具體需求，設(shè)計出各種工業(yè)界面，豐富的動畫連接方式，如隱含、閃爍、移動等等，使界面生動、直觀。

2、良好的開放性：系統(tǒng)軟件能與多種通信協(xié)議互聯(lián)，支持多種硬件設(shè)備，向下應(yīng)能與低層的數(shù)據(jù)采集設(shè)備通信，向上能與管理層通信，實現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的雙向通信。

3、豐富的功能模塊：提供豐富的控潲功能庫，滿足用戶的測控要求和現(xiàn)場需求。利用各種功能模塊，完成實時監(jiān)控 產(chǎn)生功能報表 業(yè)示歷史曲線、實時曲線、提供報警等功能，使系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，易于操作，系統(tǒng)既叫適用于單機(jī)集中式控制、DCS分布式控制，也可以是帶遠(yuǎn)程通信能力的遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)。

4、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫：配有實時數(shù)據(jù)庫，可存儲各種數(shù)據(jù)，如模擬量、離散量、字符型等，實現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。

5、安全可靠：周密的系統(tǒng)安全防范，對不同的操作者，賦予不同的操作權(quán)限，保證整個系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

● 軟件部分界面截圖 

四、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品

傳感器網(wǎng)絡(luò)與其他各電力設(shè)備監(jiān)測子系統(tǒng)融合在一起，通過綜合監(jiān)測平臺統(tǒng)一管理，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和產(chǎn)品介紹如下。

1．無線溫度節(jié)點

?         產(chǎn)品概述

   本產(chǎn)品使用2.4GHz數(shù)字無線技術(shù)平臺，采用了先進(jìn)的一體化、微型化封裝技術(shù)、將無線溫度傳感器直接安裝在電纜接頭、閘刀觸點、開關(guān)觸點、銅排連接點、電抗器、消弧線圈、電容器外殼等處，實現(xiàn)溫度、溫升和相間溫差的高可靠實時在線監(jiān)測，實現(xiàn)智能變電站設(shè)備運(yùn)行溫度的自動管理，為智能變電站的安全運(yùn)行提供數(shù)據(jù)支持。

本產(chǎn)品可應(yīng)用于：高壓開關(guān)柜母排接頭、刀閘開關(guān)觸頭、電纜接頭溫度直接在線測量；高壓電容器、電抗器溫度直接在線測量；電配變、電纜溝溫度在線監(jiān)測。

2.     無線溫濕度節(jié)點

?         產(chǎn)品概述

無線溫濕度傳感器可以實時、準(zhǔn)確的測量環(huán)境溫度和環(huán)境相對濕度，它能使用戶對現(xiàn)場環(huán)境實現(xiàn)遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測，大大減少了人工量，突出便利性、準(zhǔn)確性和實時性。對變電站中的開關(guān)柜、設(shè)備工作環(huán)境等的溫濕度的監(jiān)測，具有重要意義。

本設(shè)備可應(yīng)用于：變電站的開關(guān)柜、控制柜、監(jiān)控室等處的環(huán)境溫濕度監(jiān)測。

?         產(chǎn)品特點

    可以實時、準(zhǔn)確的測量環(huán)境溫度、環(huán)境相對濕度和照度，它能使用戶對現(xiàn)場環(huán)境實現(xiàn)遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測，大大減少人工工作量，突出便利性、準(zhǔn)確性和實時性。

    具有體積小、使用壽命長、無線信號傳輸距離遠(yuǎn)、環(huán)境適應(yīng)性好、測量精度高、安裝便捷、防水等特點，是一款高性價比的產(chǎn)品 。

1、   無線水浸傳感器

?         產(chǎn)品概述

    在變電站電纜層室、機(jī)房等場所，會經(jīng)常出現(xiàn)因設(shè)備漏水或下雨而導(dǎo)致水浸的情況，從而給設(shè)備的安全運(yùn)行帶來了隱患。無線水浸傳感器是WSN技術(shù)的又一典型應(yīng)用，能夠?qū)崟r在線監(jiān)測傳感器安裝位置（場所）是否浸（積）水，并實時的將水浸信息通過數(shù)據(jù)傳輸基站上傳到控制主機(jī)，以達(dá)到監(jiān)控告警的目的。

本產(chǎn)品可應(yīng)用于：變電站電纜溝、地下電纜層以及廠房、辦公室、倉庫等處的水浸監(jiān)控。

4、無線門開關(guān)傳感器

?         產(chǎn)品概述

   在變電站中，控制柜、開關(guān)柜等柜門在相關(guān)操作完畢后應(yīng)及時關(guān)閉，沒有關(guān)閉或非法打開，都可能會為設(shè)備的安全運(yùn)行帶來隱患。

   無線門開關(guān)傳感器（又稱無線磁傳感器）是安裝在柜門上，與永磁鐵或電磁線圈等能形成磁場的器件配合使用，能夠?qū)崟r在線監(jiān)測柜門的開、關(guān)狀態(tài)，以及開關(guān)次數(shù)。具有體積小，安裝方便等特點，不會影響柜門的正常使用及其外觀。  

本產(chǎn)品可應(yīng)用于：變電站開關(guān)柜柜門的開關(guān)狀態(tài)檢測；門、窗、盒子的開關(guān)狀態(tài)檢測。